Agen mutagenik apa itu, bagaimana mereka bertindak, tipe, contoh

Itu Agen mutagenik, Juga disebut mutan, mereka adalah molekul yang berbeda sifatnya yang menyebabkan perubahan pada basis yang merupakan bagian dari rantai DNA. Dengan cara ini, keberadaan agen -agen ini memperkuat laju mutasi dalam bahan genetik. Mereka diklasifikasikan sebagai mutagen fisik, kimia dan biologis.

Mutagenesis adalah peristiwa di mana -mana dalam entitas biologis, dan tidak selalu diterjemahkan menjadi perubahan negatif. Faktanya, itu adalah sumber variasi yang memungkinkan perubahan evolusioner.

Secara umum, mutasi mempengaruhi fungsi gen dan ini dapat kehilangan atau memodifikasi fungsinya. Sebagai perubahan dalam urutan DNA, itu mempengaruhi semua salinan protein, mutasi tertentu bisa sangat beracun bagi sel atau untuk organisme secara umum.

Jenis agen mutagenik

Agen yang menyebabkan mutasi dalam bahan genetik sangat beragam. Pertama, kami akan mengeksplorasi klasifikasi mutagen dan memberikan contoh masing -masing jenis, maka kami akan menjelaskan berbagai cara di mana mutagen dapat menghasilkan perubahan dalam molekul DNA.

Mutageno kimia

Mutagenos sifat kimia termasuk jenis bahan kimia berikut: Acridins, nitrosamine, Epoxies, antara lain. Ada subklasifikasi untuk agen -agen ini di:

Basis analog

Molekul yang memiliki kesamaan struktural dengan basa nitrogen memiliki kemampuan untuk menginduksi mutasi; Di antara yang paling umum adalah L 5-bromouracil dan 2-aminopurine.

Agen yang bereaksi dengan bahan genetik

Asam nitrat, hidroksilamin dan serangkaian agen sewaan bereaksi langsung di basa yang membentuk DNA dan dapat berubah dari purin ke pirimidin dan sebaliknya.

Agen Intercaent

Ada sejumlah molekul seperti acridin, etidium bromida (banyak digunakan di laboratorium biologi molekuler) dan proflavin, yang memiliki struktur molekul datar dan mengelola untuk memasuki untai DNA DNA.

Reaksi oksidatif

Metabolisme sel normal memiliki produk sekunder serangkaian spesies oksigen reaktif yang merusak struktur seluler dan juga bahan genetik.

Mutans fisik

Jenis kedua agen mutagenik adalah fisik. Dalam kategori ini kami menemukan berbagai jenis radiasi yang mempengaruhi DNA.

Mutagen biologis

Akhirnya, kami memiliki mutan biologis. Mereka adalah organisme yang dapat menginduksi mutasi (termasuk anomali pada kromosom) pada virus dan mikroorganisme lainnya.

Jenis Mutasi Agen Mutagenik

Kehadiran agen mutagenik menyebabkan perubahan basis DNA. Jika hasilnya melibatkan perubahan basis politik atau pirimidin untuk salah satu sifat kimia yang sama, kami berbicara tentang transisi.

Sebaliknya, jika perubahan terjadi antara basis jenis yang berbeda (purin oleh pirimidin atau sebaliknya) kami menyebut proses sebagai transversi. Transisi dapat terjadi dengan peristiwa berikut:

Tautomerisasi dasar

Dalam kimia, istilah isomer digunakan untuk menggambarkan sifat molekul dengan rumus molekul yang sama dengan menyajikan struktur kimia yang berbeda. Tautomer adalah isomer yang hanya berbeda dari pasangan mereka dalam posisi kelompok fungsional, dan di antara kedua bentuk ada keseimbangan kimia.

Jenis tautomeía adalah keto-enol, di mana migrasi hidrogen terjadi dan itu berganti-ganti antara kedua bentuk. Ada juga perubahan antara imino menjadi amino. Berkat komposisi kimianya, basis DNA mengalami fenomena ini.

Misalnya, biasanya adenin ditemukan sebagai amino dan terlihat biasanya - dengan timina. Namun, ketika terletak di isomer imino (sangat tidak biasa) terlihat dengan basis yang salah: sitosin.

Penggabungan basis analog

Penggabungan molekul yang menyerupai pangkalan dapat menghambat pola kawin dasar. Misalnya, penggabungan 5-bromouracil (bukan timina) berperilaku sebagai sitosin dan membawa penggantian pasangan AT dengan pasangan CG.

Tindakan langsung di pangkalan

Tindakan langsung mutagen tertentu dapat secara langsung mempengaruhi basis DNA. Sebagai contoh, asam nitrat mengubah adenin menjadi molekul serupa, hipoksantin, dengan menggunakan reaksi disaminasi oksidatif. Molekul baru ini terlihat dengan sitosin (dan bukan dengan timina, seperti yang biasanya dilakukan adenin).

Perubahan juga dapat terjadi pada sitosin, dan sebagai produk patah hati, urasil diperoleh. Penggantian basis tunggal dalam DNA memiliki konsekuensi langsung pada proses transkripsi dan terjemahan dari urutan peptida.

Kodon terminasi dapat muncul di muka, dan terjemahan berhenti sebelum waktunya, mempengaruhi protein.

Tambahan atau penghapusan pangkalan

Beberapa mutagen seperti agen interkalasi (acridine, antara lain) dan radiasi ultraviolet memiliki kemampuan untuk memodifikasi rantai nukleotida.

Oleh agen interkalasi

Seperti yang kami sebutkan, agen interkaping adalah molekul datar, dan memiliki kemampuan untuk memasukkan (Karenanya namanya) antara pangkalan untai, mendistorsi itu.

Pada saat replikasi, deformasi dalam molekul ini menyebabkan penghapusan (yaitu, untuk kehilangan) atau penyisipan basis. Saat DNA kehilangan pangkalan atau bingkai bacaan baru terpengaruh.

Ingatlah bahwa kode genetik melibatkan membaca tiga nukleotida yang menyandikan asam amino. Jika kita menambahkan atau menghilangkan nukleotida (dalam angka yang bukan 3) semua pembacaan DNA akan terpengaruh, dan protein akan sama sekali berbeda.

Jenis mutasi ini disebut Shift bingkai o Perubahan komposisi kembar tiga.

Radiasi ultraviolet

Radiasi ultraviolet adalah agen mutagenik, dan merupakan komponen non -ionisasi normal dari sinar matahari biasa. Namun, komponen dengan laju mutagenik tertinggi terperangkap oleh lapisan ozon atmosfer bumi.

Molekul DNA menyerap radiasi dan pembentukan diameter pirimidin terjadi. Yaitu, pirani basa mengikat melalui ikatan kovalen.

Timinas yang berdekatan dalam rantai DNA dapat bergabung dengan dimer Timinas. Struktur ini juga mempengaruhi proses replikasi.

Dalam beberapa organisme, seperti bakteri, dimer ini dapat diperbaiki berkat adanya enzim perbaikan yang disebut photoliasase. Enzim ini menggunakan cahaya yang terlihat untuk mengonversi dimer dalam dua basis terpisah.

Namun, perbaikan split nukleotida tidak terbatas pada kesalahan yang disebabkan oleh cahaya. Mekanisme perbaikannya luas, dan dapat memperbaiki kerusakan yang disebabkan oleh berbagai faktor.

Saat manusia memaparkan kita secara berlebihan pada matahari, sel -sel kita menerima radiasi ultraviolet dalam jumlah berlebihan. Konsekuensinya adalah generasi timina dímeros dan dapat menyebabkan kanker kulit.

Referensi

1. Alberts, b., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2015). Biologi Sel Esensial. Ilmu Garland.
2. Cooper, g. M., & Hausman, R. DAN. (2000). Sel: pendekatan molekuler. Sinauer Associates.